【手続補正書】
【提出日】平成18年4月13日(2006.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】電動機制御装置の多慣性機械モデル推定装置および電動機制御装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  制御指令信号を作成する指令器と、前記指令器の作成した制御指令信号を受けて電動機を駆動する制御器と、前記電動機によって駆動される機械の動作量を検出する検出手段と、を有する電動機制御装置に、
前記検出手段が検出した動作量と前記指令器が作成した制御指令信号を演算し計測して周波数特性を得る周波数特性演算装置を備えて成る電動機制御装置の多慣性機械モデル推定装置において、
前記周波数特性演算装置は、予め入力される剛体モデルと複数の１自由度の振動モデルと高次周波数の影響度のモデルのいずれか１つ以上からなる周波数特性式を格納する記憶部と、
前記周波数特性の共振周波数と反共振周波数からなる突起形状を自動的に算出する周波数特性ピーク検出部と、
前記周波数特性ピーク検出部で検出した複数の共振周波数あるいは反共振周波数から減衰を推定する減衰推定値解析部と、
前記記憶部に格納された前記剛体モデルと複数の１自由度の振動モデルと高次周波数の影響度のモデルのいずれか１つ以上からなる周波数特性式から算出されたＮ慣性モデル（Ｎは２以上の整数）の周波数特性に対して、前記計測して得られた周波数特性との誤差をそれぞれ算出する周波数特性誤差算出部と、を備えたことを特徴とする電動機制御装置の多慣性機械モデル推定装置。
【請求項２】  前記周波数特性誤差算出部において得られた２〜Ｎの各慣性モデルの周波数特性の計算値と計測値との最小誤差と、前記剛体モデルの周波数特性の計算値と計測値の最小誤差とを比較し、何れか一方のモデルの誤差が少ない方を実際のモデルと判定するようにした機械モデル判定部を備えたことを特徴とする請求項１記載の多慣性機械モデル推定装置。
【請求項３】  前記検出手段は、前記電動機の位置、速度若しくは加速度、または前記機械の位置、速度若しくは加速度を検出して前記動作量とすることを特徴とする請求項１または２記載の御装置の多慣性機械モデル推定装置。
【請求項４】  前記周波数特性誤差算出部は、前記周波数特性式に、前記動作指令信号と前記検出手段の信号から求める計測した周波数特性を曲線適合することにより、周波数特性の計算値と計測値の誤差を算出するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の電動機制御装置の多慣性機械モデル推定装置。
【請求項５】  前記制御器は、前記検出手段の信号を（−）端子に入力する減算器と、その減算器の信号を受けて働き制御指令を出力するような、少なくとも１つの閉ループを備え、単位系にあわせて前記制御指令とそれぞれの成分の前記動作量を一致するように前記電動機を制御し、加算器が少なくとも１つの閉ループの中に設けられ、前記加算器に前記指令発生装置の信号を入力することで、計測した周波数特性を得ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の電動機制御装置の多慣性機械モデル推定装置。
【請求項６】  前記制御器は、少なくとも１つ以上の閉ループと、少なくとも１つ以上の前記閉ループを開閉するスイッチを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の電動機制御装置。
【請求項７】  前記電動機制御装置を少なくとも１つ以上有し、少なくとも１つの前記指令器を制御する指令制御器とを備え、少なくとも１つの前記電動機を動作し、少なくとも１つ以上の前記検出手段が少なくとも１つ以上の機械の動作量を検出し、前記周波数特性演算装置が、少なくとも１つ以上の計測した周波数特性を得ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の電動機制御装置の多慣性機械モデル推定装置。
【請求項８】  前記制御器は、駆動力を発生するアンプと、フィルタ手段を備え、前記制御指令信号を前記フィルタ手段の前から挿入し、周波数特性を計測することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の電動機制御装置の多慣性機械モデル推定装置。
【請求項９】  前記制御器は、加算器を備えることを特徴とする請求項８記載の電動機制御装置の多慣性機械モデル推定装置。
【請求項１０】  前記制御器は、前記検出手段による位置制限管理手段を備え、予め入力される位置制限値に基づき、周波数特性の計測中に前記機械の動作量を制限して稼働することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の電動機制御装置の多慣性機械モデル推定装置。
【請求項１１】  前記周波数特性演算装置は、表示装置、入力装置、および、記憶装置のいずれか１つまたはそれ以上を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動機制御装置の多慣性機械モデル推定装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１までの何れか１項に記載の多慣性機械モデル推定装置を備えたことを特徴とする電動機制御装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、半導体製造装置や工作機械などの位置決め装置あるいは産業用ロボットに用いられると共に、電動機制御装置に関し、特に、サーボ調整を最適に行うための電動機制御装置の多慣性機械モデル推定装置および電動機制御装置に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来技術は、電動機制御系のサーボ調整に利用し、調整中に生ずる現象を観察し、人手でパラメータを調整して、対策を行うものであり、制御系が対象とする機械の特性を数値化するような推定をしていなかった。
２慣性以上の共振現象を伴っていても、機械振動検出装置の次数は常に等価剛体モデルの次数＋１ではあるが、現象を観察しながら、人手でパラメータを調整する形態だからこそ対応可能のことであり、機械共振のパラメータを設定しないので、多数の共振を持つ、制御対象の機械を明確に多慣性に数値モデル化できるものではない。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、周波数特性の計測値から自動的に反共振周波数や共振周波数、減衰を読み取るとともに多慣性の数値モデルを推定し、数値化し、容易にシミュレーションやサーボ調整に利用するための多慣性機械モデルを推定することができる電動機制御装置の多慣性機械モデル推定装置および電動機制御装置を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の電動機制御装置の多慣性機械モデル推定装置において、前記制御器がさらに加算器を備えることを特徴とする。
このようになっているため、フィルタ手段の利用を簡易に切り替えられる。また、フィルタ手段の効果を含んだ周波数特性を計測できるので、その効果を評価することができる。
請求項１０記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項記載の電動機制御装置の多慣性機械モデル推定装置において、前記制御器が、前記検出手段による位置制限管理手段を備え、予め入力される位置制限値に基づき、周波数特性の計測中に前記機械の動作量を制限して稼働することを特徴とする。
このようになっているため、動作中に予め決められた動作量を超える危険なく、安全に周波数特性を計測できる。
請求項１１記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動機制御装置の多慣性機械モデル推定装置において、前記周波数特性演算装置が、表示装置、入力装置、および、記憶装置のいずれか１つまたはそれ以上を備えたことを特徴とする。
このようになっているため、計測した周波数特性や、多慣性化したモデルの結果を観察・確認でき、予め入力される周波数特性式や位置制限値の変更や、各種スイッチの変更が容易に実施でき、計測した周波数特性や多慣性化したモデルの結果を保存できることとなる。
請求項１２記載の発明は、請求項１〜１１までの何れか１項に記載の多慣性機械モデル推定装置を備えたことを特徴とする電動機制御装置を構成するものである。